【摘 要】
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激光诱导前向转移技术(Laser induced forward transfer,LIFT)是一种高精度的数字化定向转移技术,能适用于多种不同相态的材料。根据材料种类的不同,会发生不同的转移模式。本文以非牛顿体浆料作为靶材,研究了激光诱导非牛顿体浆料点转印、线转印技术中的转移机理以及参数对转印结果的影响规律。根据研究结论,优化了工艺参数、改良了工艺步骤。实现了点阵锡膏、银浆栅线的高精度印刷。本论
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激光诱导前向转移技术(Laser induced forward transfer,LIFT)是一种高精度的数字化定向转移技术,能适用于多种不同相态的材料。根据材料种类的不同,会发生不同的转移模式。本文以非牛顿体浆料作为靶材,研究了激光诱导非牛顿体浆料点转印、线转印技术中的转移机理以及参数对转印结果的影响规律。根据研究结论,优化了工艺参数、改良了工艺步骤。实现了点阵锡膏、银浆栅线的高精度印刷。本论文研究内容如下:(1)分析了激光入射角(扫描半径)以及方位角与透明基片透射率的关系,阐明了激光扫描过程中能量密度波动的主要机理;利用Rayleigh-Plesset方程以及经验公式建立了激光诱导等离子气泡的运动模型,为后续浆料运动的数值仿真提供了基础;建立了桥式结构形成与断裂过程的有限元模型,通过商业软件COMSOL进行了仿真,最后实验观测验证了仿真结果的合理性,并运用该模型实现了桥式结构断裂位置的初步预测。(2)在点转印技术研究中,分别采用锡膏和银浆作为靶材进行了实验研究。在以锡膏为靶材的实验中,研究了各转移模式发生的具体参数条件;研究了板间间距、薄膜厚度、光斑尺寸对转移模式以及印刷结果的影响规律。在以银浆为靶材的实验中研究了银浆粘度、基片粗糙度对转移结果的影响规律。根据研究结论,优化了工艺参数,印刷了高精度的点阵锡膏。(3)在线转印技术研究中,首先研究了相邻脉冲间相互作用对银浆转移模式的影响。在此基础上,研究了板间间距、能量密度、银浆粘度、光斑尺寸对印刷结果的影响。根据研究结论,优化工艺参数,印刷了高精度的银浆栅线。最后采用视觉系统,对线转移中桥式结构的断裂过程进行了观测。(4)针对LIFT技术印刷精度不足、印刷宽度受能量密度影响波动显著等缺陷,提出了一种基于双凹槽结构的激光诱导非牛顿体浆料转印技术。该方法采用带有双凹槽结构的硅片作为接收基片,双凹槽结构可以限制银浆薄膜与硅片的粘附面积,达到控制银浆线宽度、提高印刷精度的目的。不同粘度下的转移实验中,探究了该技术中存在的各种转移模式;通过视觉观测系统研究了各模式的转移机理与特性;针对该方法厚度波动过大的缺陷,采用了双脉冲转移模式弥补。最后,总结全文的研究工作并对展望了未来的研究工作。
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